CN201787074U - 一种用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件，其设置在转轴两侧的轴承上，所述的密封圈组件包含：处于轴承的外侧的外密封圈，该外密封圈呈环状，其截面形状为“大”字去掉半边横，该外密封圈设置在轴承外环和轴承内环之间；处于轴承的内侧的内密封圈，该内密封圈呈环状，其截面形状为折线状，该内密封圈设置在轴承外环和轴承内环之间。本实用新型采用密封圈组件配合迷宫密封系统，内、外密封圈再分两道程序阻止灰尘和水分进入箱体，达到对风机齿轮箱进行了多重防护，大大加强了密封效果，增加了灰尘或水分进入密封区域的难度；而且密封件可在不拆卸箱体的条件下进行更换，提高了维护效率及降低了维修成本。

Description

一种用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件

技术领域

本实用新型涉及一种密封部件，具体地，涉及一种用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件。

背景技术

伴随化石能源的逐渐枯竭以及化石能源发电给人们生活环境造成的巨大破坏，风能作为一种新型清洁能源，正越来越多的受到全世界关注。

齿轮箱作为风力发电机组重要的能量传递部件，内部齿轮系在高传动比的作用下，将来自叶轮系统的低速输入转速增速至满足发电机输入转速要求的高速转速，因此，齿轮箱输入端和输出端密封问题一直是困扰齿轮箱设计人员一大难题。通常来说，齿轮箱低速输入、高速输出端一般采用油毡密封，此密封最大弊端在于很难阻止细小粉尘渗入齿轮箱内部用于齿轮系润滑和冷却的润滑油。长时间采用油毡密封箱体，齿轮箱内部沉积的油灰尘积淀形成的油渣不仅影响齿轮系，进而缩短齿轮的使用寿命，情况严重的，甚至会堵塞油管，严重影响油泵的正在运行。

目前，1.5MW功率以上风力发电机组设计寿命大约都在20年左右，其间，对于风机主要部件，如齿轮箱、发电机等的维护至关重要。据不完全调查，风机主要部件中，故障率最高的主要为主轴承和齿轮箱两大部件，主要原因是内部滚动和转动单元的磨损，从而造成滚子或齿面胶合、擦伤，当疲劳载荷达到或超过极限疲劳极限时，便会发生断齿或滚子破裂等事故。以上诸事故，直接原因在于：润滑油不足或油质不清洁造成齿面磨粒磨损，使齿廓改变，侧隙加大，以至由于齿轮过度减薄导致断齿。一般情况下，只有在润滑油中夹杂有磨粒时，才会在运行中引起齿面磨粒磨损。

润滑油不清洁主要有两方面原因。首先，润滑油本身混含有小颗粒杂质，积淀造成齿面磨损及堵塞润滑油管等事故；其次，齿轮箱体本身密封性能存在很大缺陷，造成灰尘直接渗入箱体。而造成风力发电机组齿轮箱事故的最主要因素又以后者为主。因此，解决风机齿轮箱密封问题才是解决箱体内部齿轮系损伤的主要方法。

实用新型内容

本实用新型的目的提供一种用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件，以提高风机齿轮箱的密封精度，阻止灰尘、水分及润滑油的进入；且该密封结构可以实现不需拆卸齿轮箱箱体即可完成替换。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件，其设置在转轴两侧的轴承上，所述的密封圈组件包含：

处于轴承的外侧的外密封圈，该外密封圈呈环状，其截面形状为“大”字去掉半边横，该外密封圈设置在轴承外环和转轴之间；

处于轴承的内侧的内密封圈，该内密封圈呈环状，其截面形状为折线状，该内密封圈设置在轴承外环和轴承内环之间。

所述的转轴两侧还设置有包含迷宫内环和迷宫外环的迷宫密封系统，该迷宫密封系统设置在所述的密封圈组件的外侧，为齿轮箱内腔的第一重防护系统，防止灰尘或水分污染润滑油。

进一步地，所述的密封圈组件还包含：

设置在转轴上的弹性支撑，该弹性支撑的外圈紧压在所述的迷宫内环上，与迷宫密封系统一起防止润滑油被污染；进一步地，所述的弹性支撑为“V”型。

所述的外密封圈包含：

设置在轴承外环上的凹槽的“大”字半边横形的第一凸起，

与轴承内环紧密契合的“大”字撇状的第二凸起及捺状的第三凸起；该第二凸起和第三凸起之间形成的弧形凹槽与转轴上的相应两个小凹槽之间的凸起相吻合，增加了灰尘、水分进入密封区域的难度，进一步地提高了密封效果。

进一步地，所述的内密封圈的一端固定在轴承外环的内壁，其另一端压在轴承内环外壁。

本实用新型采用密封圈组件配合迷宫密封系统，内、外密封圈再分两道程序阻止灰尘和水分进入箱体，达到对风机齿轮箱进行了多重防护，大大加强了密封效果，增加了灰尘或水分进入密封区域的难度；而且密封件可在不拆卸箱体的条件下进行更换，提高了维护效率及降低了维修成本。

本实用新型的技术方案与现有技术相比，主要在以下几个方面进行了创新：

1)改变以往风机齿轮箱采用油毡密封的传统；

2)风机齿轮箱系统采用内外密封圈系统，分两道程序阻止灰尘和水分进入箱体；

3)采用迷宫密封系统结合密封圈组件，可以最大程度上减少灰尘、水分进入风机齿轮箱箱体，一定程度上延长了齿轮箱的使用寿命，提高了齿轮箱的使用效率；此外，由于密封圈可在不拆卸箱体的条件下，便可更换，大大降低了风场对风机的维护成本。

附图说明

图1为本实用新型的用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件的外密封圈的截面图；

图2为本实用新型的用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件的外密封圈安装状态的截面图；

图3为本实用新型的用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件的内密封圈的截面图；

图4为本实用新型的用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件的内密封圈安装状态的截面图；

图5为本实用新型的用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件的弹性支撑组件安装状态的截面图；

图6为本实用新型的用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件的安装状态的截面图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型的具体实施方式作进一步地说明：

本实用新型提供了一种用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件，该密封圈组件包含：

外密封圈10，如图1所示，所述的外密封圈10为不规则环状，截面形状为“大”字去掉半边横。安装时，“大”字剩下的半边横状第一凸起11卡进轴承外环41内壁上的凹槽，起到定位作用，“大”字下半部分的一撇一捺，即第二凸起12及第三凸起13分别与设置在轴50上的相应结合部位的两个小凹槽51紧密结合，如图2所示。同时，为了提高密封效果，在外密封圈10的第二凸起12和第三凸起13之间形成的凹槽14的弧度与轴50上所述的两个小凹槽51之间的凸起52相吻合，增加了灰尘、水分进入密封区域的难度。

内密封圈20，如图3所示，所述的内密封圈20为不规则环状，截面为折线状。安装时，内密封圈20的截面一端固定在轴承外环41的内壁，一端压在轴承内环42外壁，起到密封滚珠滚道的作用，如图4所示。

如图6所示，所述的外密封圈10和内密封圈20独立设置，内密封圈20相对于与外密封圈10更接近齿轮箱内腔60；所述的外密封圈10作为外层防护，所述的内密封圈20作为内层防护，共同起到对齿轮箱内腔60的完全密封。

V型弹性支撑30，安装结构图如图5所示，所述的弹性支撑30外壁具有凹槽31，通过钢带压紧凹槽31将弹性支撑30固定安装在转轴50上；弹性支撑30的外圈32挤压在迷宫内环72上，阻止进入迷宫密封系统的少量灰尘、水分侵入。

本风机齿轮箱密封系统打破以往齿轮箱高速轴采用油毡或油封密封的传统，独特地给齿轮箱高速轴和低速轴提供迷宫密封系统。如图6所示，迷宫密封系统设置在轴50的两端轴承40的最外侧，为齿轮箱内腔60的第一重防护系统，由迷宫外环71和迷宫内环72两部分组成；迷宫外环71和迷宫内环72之间设置有弹性支撑30，作为第二重防护；在迷宫密封系统内侧的轴承40上，从外向内(相对于齿轮箱内腔60)依次设置外密封圈10及内密封圈20；迷宫外环71和迷宫内环72的材料可以是青铜或铝合金等较软的金属材料。安装时，迷宫外环71固定安装在轴50上，随轴50一起旋转，而迷宫内环72安装在轴承40上。迷宫密封系统和V型弹性支撑30可以阻止灰尘和水分进入润滑油。由于外密封圈10和内密封圈20安装在轴承40上，因此可以直接拆卸替换，而V型弹性支撑30只需要打开迷宫外环71后就可以拆卸替换，不用拆卸齿轮箱箱体。此外，内密封圈20还能防止油脂的渗透。外密封圈10的材料采用70NBR 215544，其具有抗臭氧性，公差标准执行DIN ISO3302-1E2标准；内密封圈20的材料采用70NBR 215544，公差标准执行DINISO 3302-1E2标准；本实施例的V型弹性支撑采用丁晴橡胶材料。

本实用新型采用密封圈组件配合迷宫密封系统，首先通过弹性支撑辅助迷宫密封系统的密封效果；然后内、外密封圈再分两道程序阻止灰尘和水分进入箱体，达到对风机齿轮箱进行了多重防护作用，大大加强了密封效果，增加了灰尘或水分进入密封区域的难度；而且密封件可在不拆卸箱体的条件下进行更换，提高了维护效率及降低了维修成本。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件，其设置在转轴(50)两侧的轴承(40)上，其特征在于，所述的密封圈组件包含：

处于轴承(40)的外侧的外密封圈(10)，该外密封圈(10)呈环状，其截面形状为“大”字去掉半边横，该外密封圈(10)设置在轴承外环(41)和转轴(50)之间；

处于轴承(40)的内侧的内密封圈(20)，该内密封圈(20)呈环状，其截面形状为折线状，该内密封圈(20)设置在轴承外环(41)和轴承内环(42)之间。

2.如权利要求1所述的用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件，其特征在于，所述的转轴(50)两侧还设置有包含迷宫外环(71)和迷宫内环(72)的迷宫密封系统，该迷宫密封系统设置在所述的密封圈组件的外侧，为齿轮箱内腔(60)的第一重防护系统。

3.如权利要求2所述的用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件，其特征在于，所述的密封圈组件还包含：

设置在转轴(50)上的弹性支撑(30)，该弹性支撑(30)的外圈(32)紧压在迷宫内环(72)上。

4.如权利要求3所述的用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件，其特征在于，所述的弹性支撑(30)为“V”型。

5.如权利要求1所述的用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件，其特征在于，所述的外密封圈(10)包含：

设置在轴承外环(41)上的凹槽的“大”字半边横形的第一凸起(11)，与轴承内环(42)紧密契合的“大”字撇状的第二凸起(12)及捺状的第三凸起(13)。

6.如权利要求5所述的用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件，其特征在于，所述的第二凸起(12)及第三凸起(13)之间形成的弧形凹槽(14)与转轴(50)上的两个小凹槽(51)之间的凸起(52)相吻合。

7.如权利要求1所述的用于风力发电机组齿轮箱高速轴承的密封圈组件，其特征在于，所述的内密封圈(20)的一端设置在轴承外环(41)的内壁，其另一端设置在轴承内环(42)外壁。

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